Les souvenirs se forment-ils à partir d'une ardoise vierge ?
Des chercheurs de l'ISTA révèlent comment les réseaux de pensée dans l'hippocampe se développent après la naissance
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L'hippocampe est une région clé du cerveau qui participe à la formation de la mémoire et à l'orientation spatiale. Il transforme les souvenirs à court terme en souvenirs à long terme, ce qui nous aide à conserver et à développer nos expériences. Les chercheurs dirigés par Peter Jonas, professeur de sciences de la vie à l'Institut autrichien des sciences et technologies (ISTA), se concentrent précisément sur cette région du cerveau. Leur dernière étude, publiée dans Nature Communications, révèle comment le réseau neuronal central de l'hippocampe se développe après la naissance.
Imaginez une feuille blanche devant vous. Comme il n'y a rien dessus, vous commencez à écrire, en ajoutant de plus en plus d'informations. C'est le principe de la tabula rasa, la "table rase".
Il en va différemment lorsque la feuille contient déjà des marques : il faut ajouter de nouvelles informations ou écraser ce qui existe déjà. C'est ce que l'on appelle la tabula plena, la "table rase".
Au cœur de ce concept philosophique se trouve une question fondamentale : Tout est-il préétabli dès le départ ou les expériences façonnent-elles ce que nous devenons ?
La biologie reflète également cette controverse, entre les gènes qui fournissent le schéma de base et les facteurs environnementaux qui sculptent l'organisme final.
Les neuroscientifiques du groupe Jonas de l'Institute of Science and Technology Austria (ISTA) se sont penchés sur cette question dans le contexte de l'hippocampe, la région du cerveau qui forme les souvenirs et guide la navigation spatiale. Plus précisément, ils ont posé la question suivante : comment le réseau hippocampique évolue-t-il après la naissance ? Est-il lié à la tabula rasa ou à la tabula plena ?
Collage de neurones pyramidaux CA3. Les neurones remplis de biocytine - un traceur qui les marque pendant l'enregistrement - sont fixés et colorés pour permettre une reconstruction complète de leur forme.
© Jose Guzman
D'abord plus, puis moins
L'étude s'est concentrée sur un réseau central de l'hippocampe composé de neurones pyramidaux CA3 interconnectés. Ces cellules stockent et rappellent des souvenirs grâce à un processus connu sous le nom de plasticité, c'est-à-dire la capacité des neurones à changer constamment, par exemple en renforçant ou en affaiblissant leurs connexions ou en remodelant leur structure.
Pour son projet, Victor Vargas-Barroso, ancien élève de l'ISTA, a examiné le cerveau de souris à trois stades de développement : peu après la naissance (7-8 jours), à l'adolescence (18-25 jours) et à l'âge adulte (45-50 jours).
Pour analyser les réseaux, il a utilisé la technique du patch-clamp. Cette technique permet aux chercheurs de mesurer de minuscules signaux électriques dans des parties spécifiques des neurones, par exemple aux extrémités qui envoient les signaux (terminaux présynaptiques) ou aux sites de ramification qui reçoivent les signaux (dendrites). En outre, des techniques avancées de microscopie et de laser ont été utilisées pour observer les processus à l'intérieur des cellules et pour activer des connexions individuelles avec une grande précision.
Les résultats : Au début, le réseau CA3 est très dense et les connexions semblent aléatoires. Cependant, au fur et à mesure que les animaux grandissent, la configuration change : le réseau devient plus clairsemé, mais aussi plus structuré et plus raffiné.
"Cette découverte a été très surprenante", déclare Jonas. "Intuitivement, on pourrait s'attendre à ce qu'un réseau se développe et se densifie avec le temps. Ici, c'est le contraire qui se produit. Il suit ce que nous appelons un modèle d'élagage : il est d'abord plein, puis il se rationalise et s'optimise."
Un réseau efficace grâce à la tabula plena ?
La raison de ce phénomène reste une question de spéculation. Jonas pense qu'un réseau initialement étendu permet aux neurones de se connecter rapidement et efficacement - un avantage crucial dans l'hippocampe. Cette région ne se contente pas de stocker des informations visuelles, olfactives ou sonores, elle les relie entre elles.
"C'est une tâche complexe pour les neurones", explique Jonas. "Une connectivité initialement exubérante, suivie d'un élagage sélectif, pourrait être exactement ce qui permet cette intégration.
En revanche, si le réseau commençait comme une véritable tabula rasa - sans connexions préexistantes - les neurones seraient trop éloignés les uns des autres et devraient d'abord se "trouver", ce qui rendrait une communication efficace presque impossible.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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